DE10001432A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Entschwefelung eines in einem Abgaskanal einer Verbrennungskraftmaschine angeordneten NO¶x¶-Speicherkatalysators - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Entschwefelung eines in einem Abgaskanal einer Verbrennungskraftmaschine angeordneten NO¶x¶-Speicherkatalysators

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer Entschwefelung eines in einem Abgaskanal einer Verbrennungskraftmaschine angeordneten NO¶X¶-Speicherkatalysators mit mindestens einer stromab des NO¶X¶-Speicherkatalysators angeordneten NO¶X¶-Sonde, die gemäß einer im Abgas vorliegenden NO¶X¶-Konzentration ein Signal bereitgestellt. DOLLAR A Es ist vorgesehen, daß eine NO¶X¶-Aktivität (NOA) des NO¶X¶-Speicherkatalysators (18) aus der stromab des NO¶X¶-Speicherkatalysators (18) gemessenen NO¶X¶-Konzentration ermittelt wird, bei Unterschreitung eines vorgebbaren Schwellenwertes (SW) für die NO¶X¶-Aktivität (NOA) des NO¶X¶-Speicherkatalysators (18) eine Entschwefelung mit vorgebbaren Entschwefelungsparametern eingeleitet wird, anhand eines Entschwefelungserfolges eine irreversible Schädigung des NO¶X¶-Speicherkatalysators (18) ermittelt wird und bei Überschreitung eines vorgegebenen Schädigungsgrenzwertes (SW¶IR¶) eine harte Entschwefelung eingeleitet wird, wobei mindestens ein Entschwefelungsparameter entsprechend einer höheren Entschwefelungswirksamkeit gewählt wird, und der weitere Betriebsmodus der Verbrennungskraftmaschine (10) von der Höhe einer nach der harten Entschwefelung wiedergewonnenen NO¶X¶-Anfangsaktivität (NOAMX) abhängig gemacht wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer Entschwefelung eines in einem Abgaskanal einer Verbrennungskraftmaschine angeordneten NOX-Speicherkatalysators mit den in den unabhängigen Ansprüchen 1 und 13 genannten Merkmalen.
Es ist bekannt, eine Nachbehandlung von Abgasen von Verbrennungskraftmaschinen, die zumindest zeitweise in einem mageren Betriebsmodus betrieben werden, mit Hilfe von NOX-Speicherkatalysatoren zu betreiben. Während eines mageren Betriebsmodus lagert dabei der NOX-Speicherkatalysator Stickoxide NOX, die in dieser Phase gegenüber reduzierenden Abgasbestandteilen, wie Kohlenmonoxid oder unverbrannten Kohlenwasserstoffen, in einem Überschuß im Abgas vorhanden sind und daher nicht vollständig umgesetzt werden können, in Form von Nitrat ein. In regelmäßigen Abständen beziehungsweise bei einer nachlassenden NOX-Speicherfähigkeit wird der Speicherkatalysator einer NOX-Regeneration unterworfen, wofür der Speicherkatalysator mit einer fetten Abgasatmosphäre beaufschlagt und eine Mindest-Katalysatortemperatur eingestellt wird.
Neben der NOX-Absorption findet eine unerwünschte Einlagerung von Schwefeloxiden im NOX-Speicherkatalysator statt. Die Schwefeleinlagerung ist unter den Bedingungen einer NOX-Regeneration nicht reversibel, wodurch es zu einer zunehmenden Verschwefelung des Speicherkatalysators kommt, die eine NOX-Speicherkapazität herabsetzt. Darüber hinaus kann eine Agglomeration von Schwefel zu einer Bildung von Sulfatkörnern führen, die eine katalytische Aktivität des NOX-Speicherkatalysators irreversibel schädigen können. Die Entfernung solcher Sulfatkörner wird mit steigender Korngröße zunehmend schwieriger. Es ist daher bekannt, in regelmäßigen Abständen eine Entschwefelung des NOX-Speicherkatalysators durchzuführen, wobei der eingelagerte Schwefel bei Katalysatortemperaturen von über 650°C und unter Beaufschlagung mit einer fetten Abgasatmosphäre hauptsächlich in Form von Schwefeldioxid SO2 und Schwefelwasserstoff H2S ausgetragen wird.
Neben der irreversiblen Schädigung durch Sulfatkornbildung sind weitere dauerhafte Schädigungsarten bekannt, die zu einer nachlassenden Speicherkapazität des Katalysators beitragen. Hier ist in erster Linie eine thermische Schädigung von Bedeutung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung einer Entschwefelung eines NOX-Speicherkatalysators vorzuschlagen, mit dessen Hilfe eine irreversible Schädigung des NOX-Speicherkatalysators erkannt und verfolgt werden kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer Entschwefelung eines NOX-Speicherkatalysators mit den in den unabhängigen Ansprüchen genannten Merkmalen gelöst. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine NOX-Speicheraktivität des NOX- Speicherkatalysators aus einer stromab des NOX-Speicherkatalysators gemessenen NOX-Konzentration ermittelt und bei Unterschreitung eines vorgebbaren Schwellenwertes für die NOX-Aktivität des NOX-Speicherkatalysators eine Entschwefelung mit vorgebbaren Entschwefelungsparametern eingeleitet. Ferner wird anhand eines Entschwefelungserfolges eine irreversible Schädigung des NOX- Speicherkatalysators verfolgt und bei Überschreitung eines vorgegebenen Schädigungsgrenzwertes eine harte Entschwefelung eingeleitet, wobei mindestens ein Entschwefelungsparameter entsprechend einer höheren Entschwefelungswirksamkeit gewählt wird, und ein weiterer Betrieb der Verbrennungskraftmaschine von der Höhe einer nach der harten Entschwefelung wiedergewonnenen NOX-Aktivität abhängig gemacht wird. Die Durchführung der harten Entschwefelung gewährleistet einen quantitativen Schwefelaustrag, auch wenn vorausgegangene Standardentschwefelungen unvollständig abgelaufen sein sollten. Somit kann die nach der harten Entschwefelung wiedergewonnene NOX-Speicheraktivität direkt mit einer vorliegenden irreversiblen Schädigung des NOX-Speicherkatalysators korreliert werden. Folglich kann eine nicht mehr tolerierbare dauerhafte Schädigung des NOX- Speicherkatalysators erkannt werden.
Die Erfindung läßt verschiedene Verfahrensvarianten zur Vorgabe des Schädigungsgrenzwertes zu. Entsprechend einer bevorzugten Ausgestaltung wird der Schwellenwert, dessen Unterschreitung eine Entschwefelung auslöst, nach jeder Entschwefelung derart neu vorgegeben, daß er proportional zu einer nach Beendigung der Entschwefelung wiedergewonnenen NOX-Anfangsaktivität des NOX- Speicherkatalysators ist. In diesem Fall stellt der Schädigungsgrenzwert einen nicht zu unterschreitenden minimalen Grenzwert für die NOX-Speicheraktivität dar, wobei der Schwellenwert größer ist als der Schädigungsgrenzwert. Gemäß einer alternativen Ausgestaltung wird der Schwellenwert, dessen Unterschreitung eine Entschwefelung auslöst, nicht variiert. Entsprechend dieser Variante nimmt mit zunehmender irreversibler Schädigung des Katalysators eine Entschwefelungsfrequenz zu, so daß als Schädigungsgrenzwert eine vorgegebene maximale Entschwefelungsfrequenz dient. Gemäß einer weiteren alternativen Ausgestaltung, bei der der Schwellenwert ebenfalls konstant ist, wird der Schädigungsgrenzwert als eine untere Grenze einer nach einer Entschwefelung wiedergewonnenen NOX-Anfangsaktivität angegeben.
Die Durchführung einer Entschwefelung, insbesondere einer harten Entschwefelung, geht mit einem höheren Kraftstoffverbrauch einher und kann gegebenenfalls das Betriebsverhalten eines Fahrzeuges beeinflussen. Die Einleitung einer Entschwefelung ist somit nicht in jeder Betriebssituation erwünscht. Daher sieht eine vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens vor, daß bei Überschreitung des Schädigungsgrenzwertes zunächst ein Magerbetrieb der Verbrennungskraftmaschine verboten wird und eine harte Entschwefelung erst eingeleitet wird, wenn geeignete, vorgegebene Randbedingungen vorliegen. Dies kann etwa eine Mindesttemperatur des NOX-Speicherkatalysators und/oder eine über eine Mindestdauer eingehaltene Mindestfahrzeuggeschwindigkeit sein.
Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung sieht vor, den weiteren Betrieb der Verbrennungskraftmaschine nach einer harten Entschwefelung von dem Entschwefelungserfolg, das heißt von der Höhe einer nach der Entschwefelung wiedergewonnenen NOX-Anfangsaktivität, abhängig zu machen. Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, daß, wenn nach Beendigung einer harten Entschwefelung eine wiedergewonnene NOX-Anfangsaktivität nahezu vollständig oder in wenigstens einem vorgegebenen Umfang der eines schwefelfreien, NOX-freien und nicht geschädigten NOX-Speicherkatalysators entspricht, ein Magerbetrieb der Verbrennungskraftmaschine weiterhin zugelassen wird. In diesem Fall kann nämlich davon ausgegangen werden, daß der vor der harten Entschwefelung beobachtete Verlust der NOX-Speicheraktivität auf eine Schwefeleinlagerung und damit auf unvollständig abgelaufene, vorausgegangene Entschwefelungen zurückzuführen ist und nicht auf eine irreversible Schädigung des NOX-Speicherkatalysators. Nach einer erfolgreichen harten Entschwefelungsmaßnahme ist es daher ferner bevorzugt, die Entschwefelungsparameter derart adaptiv anzupassen, daß nachfolgende Entschwefelungen wirkungsvoller ablaufen.
Wenn dagegen eine harte Entschwefelung weitestgehend erfolglos abläuft und eine wiedergewonnene NOX-Anfangsaktivität nicht signifikant höher liegt als eine nach der letzten Entschwefelung vorliegende NOX-Anfangsaktivität, wird auf eine starke irreversible Schädigung des NOX-Speicherkatalysators geschlossen und ein Magerbetrieb der Verbrennungskraftmaschine eingeschränkt oder gesperrt, um die NOX-Emission geringzuhalten. Es ist ferner denkbar, einen Fahrzeugführer beispielsweise durch eine Warnanzeige von einer Wartungsnotwendigkeit des Katalysators in Kenntnis zu setzen.
Es weiterhin bevorzugt vorgesehen, daß die Vorrichtung Mittel umfaßt, beispielsweise eine Steuereinheit, in der eine Prozedur zur Steuerung der Verfahrensschritte der Entschwefelung eines NOX-Speicherkatalysators in digitaler Form abgelegt ist. Eine solche Steuereinheit kann vorteilhafterweise in ein zumeist vorhandenes Motorsteuergerät integriert sein.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Prinzipdarstellung mit einer Abgasreinigungsanlage und Mitteln zur Steuerung der Entschwefelung eines NOX-Speicherkatalysators;
Fig. 2 einen zeitlichen Verlauf einer NOX-Speicheraktivität eines NOX- Speicherkatalysators gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung;
Fig. 3 einen zeitlichen Verlauf einer NOX-Speicheraktivität eines NOX- Speicherkatalysators gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und
Fig. 4 ein Ablaufdiagramm der erfindungsgemäßen Verfahrensschritte gemäß dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel.
Die Fig. 1 zeigt in schematischer Weise eine Verbrennungskraftmaschine 10 mit einem nachgeschalteten Abgasstrang 12. In einem Abgaskanal 14 des Abgasstranges 12 ist ein Vorkatalysator 16 sowie ein NOX-Speicherkatalysator 18 angeordnet. Der Abgaskanal 14 beherbergt ferner verschiedene Instrumente zur Erfassung ausgewählter Betriebsparameter. So erfassen beispielsweise die Gassonden 20, 22 eine Konzentration einer Gaskomponente im Abgas. Im vorliegenden Beispiel dient die als Lambda-Sonde ausgestaltete Gassonde 20 einer Erfassung eines Sauerstoffanteils nach der Verbrennungskraftmaschine 10 und vor den Katalysatorkomponenten 16, 18, während die NOX-Sonde 22 eine NOX-Konzentration hinter dem NOX- Speicherkatalysator 18 mißt. Die vor und hinter dem NOX-Speicherkatalysator 18 angeordneten Temperatursensoren 24, 26 dienen der Ermittlung einer Katalysatortemperatur. Alternativ kann auf eine oder sogar auf beide Temperatursensoren 24, 26 verzichtet werden und eine Temperatur des NOX- Speicherkatalysators empirisch abgeleitet werden. Alle von den Gassonden 20, 22 und den Temperatursensoren 24, 26 erfaßten Signale finden Eingang in ein Motorsteuergerät 28, wo sie zunächst digitalisiert und dann weiterverarbeitet werden, um einen Betriebsmodus der Verbrennungskraftmaschine 10 zu steuern. Hierfür regelt das Motorsteuergerät 28 beispielsweise ein in die Verbrennungskraftmaschine 10 einzuspeisendes Luft-Kraftstoff-Gemisch, indem es eine Stellung einer Drosselklappe 30 in einem Ansaugrohr 32 beeinflußt und/oder eine Abgasrückführeinrichtung 34. Durch die exemplarisch aufgezeigten Stellglieder 30, 34 kann beispielsweise ein Mager- oder ein Fettmodus für die Verbrennungskraftmaschine 10 eingestellt werden.
In das Motorsteuergerät 28 ist ferner eine Steuereinheit 36 integriert, in der eine Prozedur zur Steuerung der Entschwefelung des NOX-Speicherkatalysators 18, die nachfolgend näher erläutert wird, hinterlegt ist. Alternativ kann die Steuereinheit 36 auch unabhängig von dem Motorsteuergerät 28 realisiert werden.
Die Fig. 2 stellt den zeitlichen Verlauf einer relativen NOX-Aktivität NOArel eines NOX- Speicherkatalysators 18 dar. Dabei bezeichnet die relative NOX-Aktivität NOArel das Verhältnis der NOX-Aktivität NOA des vorliegenden NOX-Speicherkatalysators 18 zu der NOX-Aktivität eines NOX- und schwefelfreien und ungeschädigten NOX- Speicherkatalysators. Die NOX-Aktivität NOA selbst ist hier als Verhältnis der hinter dem NOX-Speicherkatalysator 18 mit der NOX-Sonde 22 gemessenen NOX-Konzentration zu der vor dem NOX-Speicherkatalysator 18 vorliegenden NOX-Konzentration definiert. Die NOX-Konzentration vor dem NOX-Speicherkatalysator 18, also die NOX-Rohemission, wird vorzugsweise von dem Motorsteuergerät 28 anhand aktueller Betriebsparameter der Verbrennungskraftmaschine 10 berechnet. Alternativ kann sie auch mit einer vor dem NOX-Speicherkatalysator 18 im Abgasstrang 14 angeordneten NOX-Sonde gemessen werden. Die Berechnung der NOX-Aktivität NOA beziehungsweise der relativen NOX-Aktivität NOArel erfolgt in dem Motorsteuergerät 28, in dem auch die NOX-Aktivität des NOX- und schwefelfreien ungeschädigten NOX-Speicherkatalysators gespeichert ist. Zu Beginn eines Fahrzeugbetriebes weist der NOX-Speicherkatalysator 18 die NOX-Aktivität NOA ähnlich der eines frischen Katalysators auf, so daß die relative NOX-Aktivität NOArel zunächst einen Wert nahe "1" annimmt. Im folgenden Verlauf kommt es zu einer zunehmenden Verschwefelung des Katalysators 18, so daß die relative NOX-Aktivität NOArel zunehmend abfällt. Die Unterschreitung eines ersten Schwellenwertes SW für die relative NOX-Aktivität löst eine erste Entschwefelung 40 des NOX-Speicherkatalysators 18 zum Zeitpunkt t1 aus. Entsprechend den vorgegebenen Entschwefelungsparametern wird eine für die Entschwefelung notwendige Mindesttemperatur des Katalysators eingestellt und die Verbrennungskraftmaschine 10 über eine vorgegebene oder geregelte Entschwefelungsdauer in einem fetten Betriebsmodus entsprechend einer Lambda-Fettvorgabe betrieben. Zur Unterdrückung einer H2S-Emission ist bekannt, die Entschwefelung in Fett-Mager-Intervallen zu betreiben. In diesem Fall sind als zusätzliche Entschwefelungsparameter beispielsweise die Fett-Mager-Lambdavorgaben der Intervalle, eine Umschaltfrequenz beziehungsweise eine Lage der Fett-Mager-Umschaltschwellen nach dem NOX- Speicherkatalysator 18 vorgebbar. Nach Beendigung einer Entschwefelung 40 wird entsprechend einer wiedergewonnenen relativen NOX-Anfangsaktivität NOAMX die Lage des Schwellenwertes SW durch die Steuereinheit 36 neu festgelegt, wobei der Schwellenwert SW vorzugsweise proportional zur wiedergewonnenen NOX- Anfangsaktivität NOAMX ist. Die nach Beendigung einer Entschwefelung vorliegende NOX-Anfangsaktivität NOAMX entspricht mit fortschreitender Betriebsdauer t immer weniger der eines frischen NOX-Speicherkatalysators und sinkt mit zunehmender Alterung des Katalysators. Ursachen hierfür sind beispielsweise unvollständige Entschwefelungen und/oder irreversible thermische Schädigungen des NOX- Speicherkatalysators 18. Infolge der sich verringernden NOX-Anfangsaktivität NOAMX wird der Schwellenwert SW, dessen Unterschreitung eine Entschwefelung auslöst, zunehmend weiter herabgesetzt. Die Zyklen der Verschwefelung 38 und Entschwefelung 40 wiederholen sich solange, bis die NOX-Aktivität NOA einen nicht zu unterschreitenden unteren Schwellenwert, den Schädigungsgrenzwert SWIR, zum Zeitpunkt t5 erreicht. Die Unterschreitung des Schädigungsgrenzwertes SWIR führt zunächst zu einer Umschaltung der Verbrennungskraftmaschine 10 von einem mageren Betriebsmodus in einen stöchiometrischen oder fetten Betriebsmodus, um die NOX- Emission geringzuhalten. Die harte Entschwefelung wird vorteilhafterweise erst dann eingeleitet, wenn vorgegebene Randbedingungen, beispielsweise eine Mindesttemperatur des NOX-Speicherkatalysators 18 und/oder eine über eine Mindestdauer eingehaltene Mindestfahrzeuggeschwindigkeit, vorliegen. Auf diese Weise kann der Kraftstoffverbrauch für die energetisch äußerst anspruchsvolle harte Entschwefelung relativ geringgehalten werden. Die harte Entschwefelung 42 unterscheidet sich gegenüber den vorausgegangenen Entschwefelungen 40, indem mindestens einer der genannten Entschwefelungsparameter (zum Beispiel Katalysatortemperatur, Lambda, Zeitvorgabe) entsprechend einer höheren Entschwefelungswirksamkeit gewählt wird. Beispielsweise kann für die harte Entschwefelung 42 eine verlängerte Entschwefelungsdauer und/oder eine niedrigere Lambda-Fettvorgabe vorgesehen sein.
In Abhängigkeit von einer vorliegenden irreversiblen Schädigung des NOX- Speicherkatalysators 18 werden unterschiedlich hohe NOX-Anfangsaktivitäten NOAMX nach der harten Entschwefelung 42 wiedergewonnen. In einem mit 44 bezeichneten Szenarium entspricht die wiedergewonnene NOX-Aktivität NOAMX annähernd der eines schwefelfreien ungeschädigten Katalysators. In diesem Fall kann davon ausgegangen werden, daß der Katalysator 18 praktisch keine dauerhaften Schädigungen aufweist und der vorausgegangene Aktivitätsverlust auf unvollständige, vorausgegangene Entschwefelungen 40 zurückzuführen ist. Im Szenarium 46 wird durch die harte Entschwefelung 42 zwar die ursprüngliche NOX-Aktivität nicht vollständig, aber in erheblichem Umfang wiederhergestellt. Dies deutet auf das Vorliegen von irreversiblen Schädigungen des Katalysators aber auch auf unvollständig abgelaufene Entschwefelungen 40 hin. In beiden Szenarien 44, 46 wird ein Magerbetrieb der Verbrennungskraftmaschine 10 weiterhin zugelassen, wobei für die wiederzugewinnende NOX-Anfangsaktivität NOAMX ein unterer Schwellenwert vorgegeben werden kann. Vorteilhafterweise werden in beiden Fällen 44, 46 die Entschwefelungsparameter für nachfolgende Entschwefelungen derart adaptiv korrigiert, daß verbesserte nachfolgende Entschwefelungserfolge erwartet werden können. Die Korrektur der Entschwefelungsparameter ist um so wichtiger, je geringer die irreversible Schädigung des NOX-Speicherkatalysators 18 und je höher die wiedergewonnene NOX- Aktivität NOAMX nach der harten Entschwefelung 42 ist. Entsprechend dem Szenario 48 ist die harte Entschwefelung 42 praktisch ohne Erfolg verlaufen. Hier muß also auf eine umfangreiche irreversible Schädigung des Speicherkatalysators 18 geschlossen werden. Um weitere NOX-Emissionen zu unterbinden, wird in diesem Fall der Magerbetrieb der Verbrennungskraftmaschine 10 endgültig gesperrt. Optional kann auch eine Warnanzeige vorgesehen sein, die einen Fahrzeugführer von dem Zustand des Katalysators in Kenntnis setzt beziehungsweise auf eine notwendig werdende Wartung hinweist.
Ein Verlauf der relativen NOX-Aktivität NOArel entsprechend einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist in der Fig. 3 dargestellt. Hier wird der Schwellenwert SW für die NOX-Aktivität NOA während des gesamten Fahrzeugbetriebes konstant gehalten. Mit einer zunehmenden Alterung des NOX-Speicherkatalysators 18 sinkt die nach einer Entschwefelung 40 wiederhergestellte NOX-Anfangsaktivität NOAMX. Infolgedessen wird das Zeitintervall τ, in dem der NOX-Speicherkatalysator 18 im Magermodus der Verbrennungskraftmaschine 10 bis zum Erreichen der Schwelle SW Schwefel einlagert, immer kürzer. Mit anderen Worten: Es steigt eine Frequenz, mit der eine Entschwefelung 40 notwendig wird. Ein Kriterium zum Erkennen des Notwendigwerdens einer harten Entschwefelung 42 kann in einer vorgegebenen maximalen Entschwefelungsfrequenz bestehen oder aber auch in einer unteren Schwelle einer nach einer Entschwefelung wiedergewonnenen NOX-Anfangsaktivität NOAMX. Alle weiteren Verfahrensmerkmale dieser Ausführungsform der Erfindung entsprechen den in Fig. 2 dargestellten Merkmaien und sollen hier nicht nochmals erläutert werden.
Die Fig. 4 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform des Verfahrens. Der Verfahrensablauf beginnt mit dem Schritt S1, in dem die Verbrennungskraftmaschine 10 mit einer mageren Atmosphäre, das heißt mit einem Lambdawert < 1, beaufschlagt wird. Im Schritt S2 erfolgt die Berechnung der NOX-Aktivität NOA auf Grundlage der von der NOX-Sonde 22 gemessenen NOX- Konzentration hinter dem NOX-Speicherkatalysator 18. Die Norspeicheraktivität NOA wird im Schritt S3 mit dem Schwellenwert SW verglichen. Liegt die NOX-Aktivität NOA über dem Schwellenwert SW geht das Verfahren in Schritt S1 über und die Verbrennungskraftmaschine 10 wird weiterhin in dem Magermodus betrieben. Wird dagegen im Schritt S3 festgestellt, daß der Schwellenwert SW erreicht beziehungsweise unterschritten wurde, erfolgt im Schritt S4 der Vergleich der NOX-Aktivität NOA mit dem Schädigungsgrenzwert SWIR. Ist der Schädigungsgrenzwert SWIR noch nicht erreicht oder unterschritten, wird im Schritt S5 eine Entschwefelung mit den vorgegebenen Entschwefelungsparametern eingeleitet. Nach Beendigung der Entschwefelung wird im Schritt S6 die wiedergewonnenene NOX-Aktivität NOAMX ermittelt und der Schwellenwert SW in Abhängigkeit von der ermittelten Anfangsaktivität NOAMX neu berechnet. Wird auf der anderen Seite im Schritt S4 festgestellt, daß die NOX-Aktivität NOA den Schädigungsgrenzwert SWIR erreicht oder unterschritten hat, so wird im Schritt S7 eine harte Entschwefelung eingeleitet. Nach Beendigung der harten Entschwefelung erfolgt im Schritt S8 die Abfrage, ob die wiedergewonnene NOX-Aktivität NOAMX kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert SWMX ist. Wird diese Frage verneint, erfolgt im Schritt S6 die Berechnung eines neuen Schwellenwertes SW in Abhängigkeit von der NOX-Anfangsaktivität NOAMX, woraufhin der Magerbetrieb im Schritt S1 wieder zugelassen wird. Kann dagegen im Schritt S8 der Entschwefelungserfolg nicht festgestellt werden, so wird der Magerbetrieb im Schritt S9 endgültig gesperrt.

Claims (15)

1. Verfahren zur Steuerung einer Entschwefelung eines in einem Abgaskanal einer Verbrennungskraftmaschine angeordneten NOX-Speicherkatalysators mit mindestens einer stromab des NOX-Speicherkatalysators angeordneten NOX- Sonde, die gemäß einer im Abgas vorliegenden NOX-Konzentration ein Signal bereitstellt, dadurch gekennzeichnet, daß
  • a) eine NOX-Aktivität (NOA) des NOX-Speicherkatalysators (18) aus der stromab des NOX-Speicherkatalysators (18) gemessenen NOX- Konzentration ermittelt wird,
  • b) bei Unterschreitung eines vorgebbaren Schwellenwertes (SW) für die NOX- Aktivität (NOA) des NOX-Speicherkatalysators (18) eine Entschwefelung mit vorgebbaren Entschwefelungsparametern eingeleitet wird,
  • c) anhand eines Entschwefelungserfolges eine irreversible Schädigung des NOX-Speicherkatalysators (18) ermittelt wird und bei Überschreitung eines vorgegebenen Schädigungsgrenzwertes (SWIR) eine harte Entschwefelung eingeleitet wird, wobei mindestens ein Entschwefelungsparameter entsprechend einer höheren Entschwefelungswirksamkeit gewählt wird, und
  • d) ein weiterer Betrieb der Verbrennungskraftmaschine (10) von der Höhe einer nach der harten Entschwefelung wiedergewonnenen NOX-Anfangsaktivität (NOAMX) abhängig gemacht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellenwert (SW) nach jeder Entschwefelung derart vorgegeben wird, daß er proportional zu einer nach Beendigung einer Entschwefelung wiedergewonnenen NOX- Anfangsaktivität (NOAMX) des NOX-Speicherkatalysators (18) ist, und der Schädigungsgrenzwert (SWIR) einen nicht zu unterschreitenden minimalen Grenzwert für die NOX-Aktivität (NOA) darstellt, wobei der Schwellenwert (SW) größer ist als der Schädigungsgrenzwert (SWIR).
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schädigungsgrenzwert (SWIR) eine vorgegebene maximale Entschwefelungsfrequenz bei nicht variablem Schwellenwert (SW) ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schädigungsgrenzwert (SWIR) bei nicht variablem Schwellenwert (SW) eine vorgegebene untere Grenze einer nach einer Entschwefelung wiedergewonnenen NOX-Anfangsaktivität (NOAMX) ist.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Überschreitung des Schädigungsgrenzwertes (SWIR) zunächst ein Magerbetrieb der Verbrennungskraftmaschine (10) eingeschränkt oder verboten wird und eine harte Entschwefelung erst eingeleitet wird, wenn vorgegebene Randbedingungen, wie eine Mindesttemperatur des NOX- Speicherkatalysators (18) und/oder eine über eine Mindestdauer eingehaltene Mindestfahrzeuggeschwindigkeit, vorliegen.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn nach Beendigung einer harten Entschwefelung eine wiedergewonnene NOX-Anfangsaktivität (NOAMX) nahezu vollständig oder wenigstens in einem vorgegebenen Umfang der eines schwefelfreien, NOX-freien und nicht geschädigten NOX-Speicherkatalysators (18) entspricht, ein Magerbetrieb der Verbrennungskraftmaschine (10) weiterhin zugelassen wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn nach Beendigung einer harten Entschwefelung eine wiedergewonnene NOX-Anfangsaktivität (NOAMX) nahezu vollständig oder wenigstens in einem vorgegebenen Umfang der eines schwefelfreien, NOX-freien und nicht geschädigten NOX-Speicherkatalysators (18) entspricht, die Entschwefelungsparameter derart angepaßt werden, daß nachfolgende Entschwefelungen wirkungsvoller ablaufen.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn nach Beendigung einer harten Entschwefelung eine wiedergewonnene NOX-Anfangsaktivität (NOAMX) nicht signifikant höher ist als nach einer direkt vorausgegangenen Entschwefelung, auf eine starke irreversible Schädigung des NOX-Speicherkatalysators (18) geschlossen wird und ein Magerbetrieb der Verbrennungskraftmaschine (10) eingeschränkt oder gesperrt wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die NOX-Aktivität (NOA) des NOX-Speicherkatalysators (18) einem Verhältnis der stromab des NOX-Speicherkatalysators (18) gemessenen NOX-Konzentration zu einer gemessenen oder anhand aktueller Betriebsparameter der Verbrennungskraftmaschine (10) berechneten NOX- Konzentration stromauf des NOX-Speicherkatalysators (18) entspricht.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die NOX-Aktivität (NOA) ein Verhältnis der gemessenen NOX-Konzentration nach dem NOX-Speicherkatalysator (18) und einer modellierten NOX-Konzentration nach einem schwefelfreien und ungeschädigten NOX-Speicherkatalysator (18) darstellt.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Entschwefelungsparameter eine Entschwefelungstemperatur am NOX-Speicherkatalysator (18), eine Lambda- Fettvorgabe und eine Entschwefelungsdauer sind.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Fett-Mager-Lambdavorgaben, eine Umschaltfrequenz sowie eine Lage der Fett-Mager-Umschaltschwellen nach dem NOX-Speicherkatalysator (18) zusätzliche Entschwefelungsparameter im Falle einer geregelten Fett-Mager- Entschwefelung sind.
13. Vorrichtung zur Steuerung einer Entschwefelung eines in einem Abgaskanal einer Verbrennungskraftmaschine angeordneten NOX-Speicherkatalysators mit mindes­ tens einer stromab des NOX-Speicherkatalysators angeordneten NOX-Sonde, die gemäß einer im Abgas vorliegenden NOX-Konzentration ein Signal bereitstellt, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, mit welchen die Verfahrensschritte
  • a) Ermittlung einer NOX-Aktivität (NOA) des NOX-Speicherkatalysators (18) aus der stromab des NOX-Speicherkatalysators (18) gemessenen NOX- Konzentration,
  • b) Einleitung einer Entschwefelung mit vorgebbaren Entschwefelungsparametern bei Unterschreitung eines vorgebbaren Schwellenwertes (SW) für die NOX-Aktivität (NOA) des NOX- Speicherkatalysators,
  • c) Ermittlung einer irreversiblen Schädigung des NOX-Speicherkatalysators (18) anhand eines Entschwefelungserfolges und bei Überschreitung eines vorgegebenen Schädigungsgrenzwertes (SWIR) Einleitung einer harten Entschwefelung, wobei mindestens ein Entschwefelungsparameter entsprechend einer höheren Entschwefelungswirksamkeit gewählt wird, und
  • d) Entscheidung über einen weiteren Betrieb der Verbrennungskraftmaschine (10) in Abhängigkeit von der Höhe einer nach der harten Entschwefelung wiedergewonnenen NOX-Aktivität (NOAMX)
ausführbar sind.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel eine Steuereinheit (36) umfassen, in der eine Prozedur zur Steuerung der Verfahrensschritte zur Entschwefelung eines NOX-Speicherkatalysators (18) in digitaler Form hinterlegt ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (36) in ein Motorsteuergerät (28) integriert ist.
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